Wie läuft der Herstellungsprozess von Leiterplatten ab?

Der Herstellungsprozess von Leiterplatten ermöglicht die Erstellung komplexer elektronischer Schaltkreise mit einer relativ einfachen Technik. Der Prozess wird manchmal auch PCB-Produktion genannt und umfasst vier Hauptschritte. Zu diesen Schritten gehören das Entwerfen der Schaltung sowie das anschließende Drucken, Ätzen und Fertigstellen der kupferkaschierten Leiterplatte.
Der Designprozess bei der Herstellung von Leiterplatten kann von Hand durchgeführt werden, in Fertigungsszenarien wird er jedoch eher mithilfe einer Form von CAD-Software durchgeführt, um Komponenten in einer logischen Reihenfolge anzuordnen. Der Vorteil des Einsatzes von Software in der Entwurfsphase einer Schaltung liegt darin, dass Fehler und Auslassungen vom Entwickler leicht erkannt und korrigiert werden können. In einigen CAD-Programmen kann das Programm Konstruktionsfehler erkennen und Vorschläge unterbreiten. Durch die Eliminierung von Entwurfsfehlern während dieses Prozesses wird die Wahrscheinlichkeit einer fehlerhaften Schaltung erheblich verringert.

Sobald die Entwurfsphase abgeschlossen ist, wird der Schaltkreis in einem als Strukturierung bezeichneten Prozess auf die kupferkaschierte Leiterplatte gedruckt. Im Wesentlichen erzeugt das Muster ein Schablonendesign auf der Oberfläche der Platine. Die zur Erstellung dieses Schablonendesigns verwendete Tinte ist beständig gegen die korrosiven Ätzlösungen, die zum Ätzen der Platine verwendet werden. Nach dem Drucken werden die mit Tinte bedeckten Bereiche der Leiterplatte nicht durch die Wirkung der Ätzlösung beeinträchtigt. Diese Aussage hat jedoch einen Vorbehalt. Wenn eine Leiterplatte über einen längeren Zeitraum in der Lösung belassen wird, kann die ätzende Säure die Seiten der geschützten Bereiche zerfressen und so einen Haaransatz bilden.

Der nächste Schritt im Herstellungsprozess von Leiterplatten ist das Ätzen. Die bedruckte Platte wird in eine Ätzlösung getaucht, die üblicherweise aus Salzsäure und Wasserstoffperoxid besteht. Die Säure löst das freiliegende Kupfer auf und lässt nur die Leiterplatte intakt. Die Linien auf diesem gedruckten Schaltungsmaterial werden Leiterbahnen genannt.

Der Herstellungsprozess der Leiterplatte wird durch Waschen der Leiterplatte in einem neutralisierenden Wasserbad abgeschlossen, um eventuell verbleibende Ätzmittelspuren zu entfernen. Anschließend wird die Platine an den entsprechenden Stellen gebohrt, um Komponenten wie Widerstände, Transistoren und Dioden aufzunehmen. In einigen Fällen werden Leiterplatten für die spätere Verwendung ungebohrt gelassen. Dies ist bei Elektro-Hobbygeschäften üblich, die das Herstellungsverfahren für Leiterplatten nutzen, um Bausätze zu erstellen und an Elektronik-Bastler zu verkaufen.

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